Unity3D虛擬現實開發

王芳，教授，碩士，河南鄭州人，民進會員。1996年--2006年，河南省電子規劃研究院工作，2006年至今，鄭州升達經貿管理學院工作。主要研究領域虛擬現實、大數據技術應用、分布式系統。河南省高等學校計算機科學與技術專業教學指導委員會委員。第二屆河南省本科高校教師課堂教學創新大賽（教授組）評委。代表性成果有：主持省科技攻關項目1項，參研省級項目6項；主持廳級項目2項，參研省教育科學十三五規劃重點課題1項，參研省教育科學十二五規劃一般課題1項，主持橫向課題3項，主編教材2部，第二主編省十四五規劃教材1部，參編教材5部。發表論文20余篇，其中核心6篇，EI、ISTP檢索2篇。主要講授課程有：《人機交互技術》、《動畫技術》、《多媒體技術》、《大數據導論》、《大數據技術》、《計算機網絡》、《Java面向對象程序設計》等。2006年至今，鄭州升達經貿管理學院從事教學工作。第九批河南省重點學科學科方向（數字圖像處理）帶頭人。

目錄

第1章從虛擬現實到Unity1

1.1虛擬現實概述1

1.2Unity概述2

1.2.1初識Unity2

1.2.2Unity發布平臺4

1.2.3Unity開發產品4

1.2.4按維度劃分遊戲類型5

1.3Unity的下載和安裝6

1.3.1Unity版本6

1.3.2在線安裝Unity9

1.3.3離線安裝Unity24

1.3.4安裝指定版本Unity25

1.4第一個Unity實例26

習題32

第2章Unity虛擬現實場景創建34

2.1Unity編輯器34

2.1.1標題欄和菜單欄34

2.1.2工具欄36

2.1.3界面面板組成37

2.1.4界面布局37

2.1.5Scene面板38

2.2Unity虛擬現實項目目錄結構41

2.2.1項目目錄結構及作用41

2.2.2項目編譯順序43

2.3Unity虛擬現實項目框架44

2.4虛擬對象創建和編輯44

2.4.1對象創建44

2.4.2對象編輯45

2.5實例49

2.5.1創建“簡單3D虛擬場景”49

2.5.2創建“簡單Doom虛擬場景”53

習題55

第3章Unity腳本57

3.1Unity腳本基礎57

3.1.1Unity腳本語言57

3.1.2Unity腳本開發工具58

3.1.3Unity腳本編譯62

3.1.4Unity腳本開發流程65

3.1.5Unity腳本生命周期65

3.2Unity腳本常用類69

3.2.1MonoBehaviour類70

3.2.2Vector向量類71

3.2.3Transform類73

3.2.4Time類77

3.2.5Input類81

3.3實例86

3.3.1交互控制飛機飛行86

3.3.2控制飛機快速轉向90

習題91

第4章地形系統93

4.1資源包93

4.1.1資源包的概念93

4.1.2資源包的分類93

4.1.3資源商店95

4.1.4導入資源包96

4.1.5包管理器97

4.2地形創建編輯102

4.2.1導入地形資源包102

4.2.2創建Terrain地形102

4.2.3繪制編輯地形103

4.2.4風區109

4.2.5更多地形資源包110

4.3攝像機平滑跟隨及快速對齊111

4.4實例: Terrain地形綜合應用111

習題113

第5章遊戲對象生命周期114

5.1遊戲對象114

5.1.1遊戲對象概述114

5.1.2遊戲對象Inspector面板114

5.1.3GameObject類和gameObject實例115

5.2創建遊戲對象115

5.2.1創建基本3D對象116

5.2.2修改3D對象屬性116

5.3預制件117

5.3.1預制件概述117

5.3.2創建預制件118

5.3.3原始預制件和預制件變體118

5.4實例化遊戲對象119

5.4.1場景中對象的實例化119

5.4.2預制件的實例化121

5.4.3私有變量的序列化122

5.5資源動態加載123

5.5.1資源動態加載概述123

5.5.2資源動態加載方法123

5.5.3Resources資源動態加載124

5.6銷毀遊戲對象126

5.7外部模型導入127

5.7.1導入模型127

5.7.2貼圖烘焙128

5.7.3父子化層級131

5.8實例: 5×5墻體實例進階——骰子墻體134

習題135

第6章物理引擎、碰撞器、剛體140

6.1物理引擎140

6.1.1物理引擎概述140

6.1.2NVIDIA PhysX物理引擎141

6.2碰撞器141

6.2.1碰撞器概述141

6.2.2碰撞器分類142

6.2.3碰撞器參數143

6.2.4碰撞器添加144

6.3物理材質144

6.3.1物理材質概述145

6.3.2創建物理材質145

6.3.3編輯物理材質145

6.3.4為對象附物理材質146

6.4剛體148

6.4.1剛體概述148

6.4.2剛體參數148

6.4.3剛體組件添加149

6.4.4剛體的屬性及方法149

6.5實例153

6.5.1發射炮彈擊倒骰子墻體153

6.5.2層間碰撞過濾155

習題157

第7章碰撞檢測160

7.1碰撞檢測概述160

7.1.1碰撞檢測概念160

7.1.2碰撞檢測原理161

7.2碰撞器種類161

7.2.1Static Collider161

7.2.2Rigidbody Collider161

7.2.3Kinematic Rigidbody Collider161

7.2.4Trigger161

7.3碰撞檢測實現方法162

7.3.1碰撞檢測條件162

7.3.2實體碰撞檢測162

7.3.3觸發碰撞檢測166

7.3.4射線碰撞檢測169

7.3.5角色控制器碰撞檢測176

7.4實例: 對象跟蹤鼠標單擊位置177

習題179

第8章動畫系統181

8.1Unity動畫系統概述181

8.1.1Unity新舊版動畫系統181

8.1.2新舊版動畫系統切換181

8.2Mecanim新版動畫系統182

8.2.1Mecanim動畫系統概述182

8.2.2動畫剪輯183

8.2.3Animation視圖184

8.2.4Animator組件189

8.2.5Avatar人形骨架190

8.2.6動畫控制器191

8.2.7Animator視圖192

8.3Legacy動畫系統203

8.3.1動畫導入203

8.3.2動畫分割204

8.3.3Animation組件208

8.4實例: 角色進出木屋動畫208

習題214

第9章資源216

9.1音頻216

9.1.1音頻概述216

9.1.2音頻系統216

9.1.3音頻設置220

9.1.4程序控制音頻221

9.2燈光225

9.2.1燈光概述226

9.2.2燈光分類226

9.2.3創建燈光227

9.2.4程序控制燈光229

9.3材質與貼圖232

9.3.1材質233

9.3.2著色器233

9.3.3貼圖236

9.3.4程序控制材質與貼圖237

9.4攝像機245

9.4.1攝像機概述245

9.4.2攝像機屬性245

9.4.3多攝像機247

9.5實例247

9.5.1多攝像機分屏——導覽小地圖247

9.5.2第一人稱和第三人稱視角切換248

習題249

第10章UI設計251

10.1傳統GUI: IMGUI251

10.1.1GUI概述251

10.1.2IMGUI實現251

10.2NGUI253

10.3UGUI254

10.3.1UGUI概述254

10.3.2Canvas畫布255

10.3.3UI控件的布局和定位260

10.3.4常用控件262

10.3.5事件系統268

10.4UI Toolkit基礎285

10.4.1UI Toolkit概述285

10.4.2UI Toolkit組成285

10.5項目發布285

10.6實例288

10.6.1為叢林木屋添加背景音樂控制288

10.6.2UI Tookit入門案例289

習題296

第11章AI設計298

11.1遊戲中的AI298

11.1.1遊戲中的AI體現298

11.1.2遊戲AI算法298

11.2AI漫遊技術299

11.3射擊遊戲AI漫遊實現299

11.4導航尋路技術304

11.5實例: 自動導航尋路305

習題313

第12章數據庫應用314

12.1環境準備314

12.1.1數據庫插件的安裝獲取314

12.1.2引入數據庫插件316

12.2登錄和註冊317

12.3實例: 遊戲數據的獲取及更新“排行榜”336

習題341

第13章綜合案例342

13.1單機版坦克大戰遊戲342

13.1.1創建地形342

13.1.2場景搭建342

13.1.3遊戲邏輯346

13.23D版貪吃蛇遊戲351

13.2.1總體設計351

13.2.2模型導入351

13.2.3場景搭建353

13.2.4遊戲邏輯353

13.2.5遊戲測試363

習題365